BRPI0716485B1 - Crankcase for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
cárter para um motor de combustão interna a presente invenção refere-se a um cárter (100) para um motor que inclui um primeiro banco (1 02) de cilindros que tem uma pluralidade de diâmetros de cilindro (104) formados nele e um segundo banco (102) de cilindros que inclui uma pluralidade adicional de diâmetros de cilindro (1 04). o segundo banco (1 02) fica em um ângulo com relação ao primeiro banco (102). uma estrutura de vale (1 06) fica localizada entre o primeiro banco (102) e o segundo banco (102). uma galeria (122) fica localizada entre o primeiro banco (102), o segundo banco (102) e a estrutura de vale (106). a galeria (122) tem pelo menos uma abertura traseira (118) que conecta de modo fluido a galeria (102) em uma porção traseira (120) do cárter. pelo menos uma abertura frontal (210) conecta de modo fluido a galeria (122) em uma porção frontal (116) do cárter (1 00). pelo menos uma abertura de respiradouro (124) conecta de modo fluido a galeria (122) em uma superfície externa do vale (107).crankcase for an internal combustion engine The present invention relates to an engine crankcase (100) including a first cylinder bank (102) having a plurality of cylinder diameters (104) formed therein and a second bank (102) of cylinders including an additional plurality of cylinder diameters (104). the second bank (102) is at an angle to the first bank (102). a trough structure (106) is located between the first bank (102) and the second bank (102). a gallery (122) is located between the first bank (102), the second bank (102) and the valley structure (106). the gallery 122 has at least one rear opening 118 which fluidly connects the gallery 102 to a rear portion 120 of the crankcase. at least one front opening (210) fluidly connects the gallery (122) to a front portion (116) of the crankcase (100). at least one vent opening (124) fluidly connects the gallery (122) to an outer surface of the valley (107).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CÁRTER PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA.Descriptive Report of the Invention Patent for SUMP FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
Campo da InvençãoField of the Invention
A presente invenção refere-se a motores de combustão interna, incluindo, mas não limitados à ventilação de cárter para um motor de combustão interna.The present invention relates to internal combustion engines, including, but not limited to crankcase ventilation for an internal combustion engine.
Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention
Motores de combustão interna incluem cárteres tendo uma pluralidade de cilindros. Os cilindros contêm pistões, cujo movimento de reciprocação, devido aos eventos de combustão que ocorrem em um volume variável dentro de uma pluralidade de diâmetros no cárter que contém os pistões e os próprios pistões, pode ser transferido através de um eixo de manivela para produzir uma potência de torque do motor. Frequentemente, os cárteres do motor são feitos de metal fundido e incluem passagens integralmente formadas neles para a transferência de vários fluidos de uma localização do motor para outra. Os fluidos tipicamente transferidos através das passagens em um motor incluem refrigerante, ar, combustível, óleo, gases, vapores e assim por diante.Internal combustion engines include crankcases having a plurality of cylinders. The cylinders contain pistons, the reciprocating movement of which, due to combustion events that occur in a variable volume within a plurality of diameters in the housing containing the pistons and the pistons themselves, can be transferred through a crankshaft to produce a torque power of the engine. Often, engine casings are made of molten metal and include passages integrally formed in them for the transfer of various fluids from one engine location to another. Fluids typically transferred through passages in an engine include coolant, air, fuel, oil, gases, vapors and so on.
Durante a operação do motor, uma mistura de ar e combustível queima em um cilindro e o gás de exaustão, que é produzido pela combustão, é liberado dele através de uma ou mais válvulas de exaustão. Algumas vezes, uma pequena quantidade do gás de exaustão pode escapar através de uma vedação entre o pistão e o diâmetro, e entrar em um volume interno do cárter. Essa pequena quantidade do gás de exaustão é geralmente conhecida como gás do cárter. O gás do cárter tipicamente pode sair do cárter em um modo controlado, e é geralmente circulado novamente para o sistema de admissão do motor. O gás do cárter frequentemente inclui alguma quantidade de óleo de lubrificação do motor. Essa quantidade de óleo é vaporizada e/ou espirrada pelos vários componentes do motor durante a operação, ou é apenas capturada quando ela sublima devido ao calor pelo gás do cárter na forma de gotícula ou gás quando o gás do cárter percorre através do cárter. Dispositivos chamados respiradouros são usados para re mover o óleo do gás do cárter antes que ele seja novamente circulado para a admissão do motor.During engine operation, a mixture of air and fuel burns in a cylinder and the exhaust gas, which is produced by combustion, is released from it through one or more exhaust valves. Sometimes, a small amount of the exhaust gas can escape through a seal between the piston and the diameter, and enter an internal volume of the crankcase. This small amount of the exhaust gas is generally known as crankcase gas. The crankcase gas can typically exit the crankcase in a controlled manner, and is generally circulated back to the engine's intake system. The crankcase gas often includes some amount of engine lubrication oil. This amount of oil is vaporized and / or splashed by the various components of the engine during operation, or is only captured when it sublimates due to the heat from the crankcase gas in the form of droplet or gas when the crankcase gas travels through the crankcase. Devices called vents are used to remove oil from the crankcase gas before it is re-circulated to the engine intake.
Um dispositivo respiradouro típico pode incluir um filtro ou um outro método que remove o óleo do gás do cárter. Quanto mais óleo estiver incluído no gás do cárter, maior e mais oneroso o respiradouro deve ser para remover efetivamente o óleo que está incluído no gás do cárter. O uso de respiradouros é frequentemente determinado pelo tamanho do motor e as pressões do cilindro durante a combustão. Para motores maiores, ou motores tendo pressões do cilindro comparativamente altas durante a operação, por exemplo, motores a diesel, respiradouros podem se tornar grandes e onerosos.A typical breathing device may include a filter or another method that removes oil from the crankcase gas. The more oil that is included in the crankcase gas, the larger and more expensive the vent must be to effectively remove the oil that is included in the crankcase gas. The use of vents is often determined by the size of the engine and cylinder pressures during combustion. For larger engines, or engines having comparatively high cylinder pressures during operation, for example, diesel engines, vents can become large and expensive.
Dessa maneira, existe uma necessidade de uma capacidade de diminuir a quantidade de óleo transportado com o gás do cárter antes que o gás alcance o respiradouro, a fim de diminuir o tamanho e aumentar a eficácia de um respiradouro para um motor que de outra forma exigiría um dispositivo respiradouro maior. O respiradouro menor seria mais fácil para se ajustar sobre o motor, menos oneroso e mais eficaz do que um respiradouro que tipicamente seria necessário.Thus, there is a need for an ability to decrease the amount of oil carried with the crankcase gas before the gas reaches the vent, in order to decrease the size and increase the efficiency of a vent for an engine that would otherwise require a larger breathing device. The smaller vent would be easier to fit over the engine, less costly and more effective than a vent that would typically be needed.
Sumário da InvençãoSummary of the Invention
Um cárter para um motor de combustão interna inclui um primeiro banco de cilindros que tem uma pluralidade de diâmetros de cilindro formados nele e um segundo banco de cilindros que inclui uma pluralidade adicional de diâmetros de cilindro formados nele. O segundo banco fica em um ângulo com relação ao primeiro banco. Uma estrutura de vale fica localizada entre o primeiro banco e o segundo banco. Uma galeria fica vantajosamente situada entre o primeiro banco, o segundo banco e a estrutura de vale. A galeria tem pelo menos uma abertura traseira que conecta de modo fluido a galeria em uma porção traseira do cárter. Pelo menos uma abertura frontal conecta de modo fluido a galeria em uma porção frontal do cárter e pelo menos uma abertura do respiradouro conecta de modo fluido a galeria em uma superfície externa do vale.A sump for an internal combustion engine includes a first cylinder bank that has a plurality of cylinder diameters formed therein and a second cylinder bank that includes an additional plurality of cylinder diameters formed therein. The second bank is at an angle to the first bank. A valley structure is located between the first bank and the second bank. A gallery is advantageously located between the first bank, the second bank and the valley structure. The gallery has at least one rear opening that fluidly connects the gallery to a rear portion of the housing. At least one front opening fluidly connects the gallery to a front portion of the sump and at least one vent opening fluidly connects the gallery to an external valley surface.
Breve Descrição dos DesenhosBrief Description of Drawings
A figura 1 é um esquemático de uma perspectiva traseira de um cárter de acordo com a invenção.Figure 1 is a schematic of a rear view of a crankcase according to the invention.
A figura 2 é um esquemático de uma perspectiva frontal de um cárter de acordo com a invenção.Figure 2 is a schematic of a frontal view of a crankcase according to the invention.
A figura 3 é uma vista da seção transversal de um cárter tendo uma galeria formada nele de acordo com a invenção.Figure 3 is a cross-sectional view of a crankcase having a gallery formed therein according to the invention.
Descrição de uma Modalidade PreferidaDescription of a Preferred Modality
O seguinte descreve um aparelho para e método de transferência dos gases do cárter ou vapores de e através de uma cavidade interna de um cárter para uma abertura para um respiradouro que efetivamente remove gotículas de óleo do gás do cárter antes de alcançar o respiradouro.The following describes an apparatus for and method of transferring crankcase gases or vapors from and through an internal crankcase cavity to an opening for a vent that effectively removes oil droplets from the crankcase gas before reaching the vent.
Um desenho de um cárter 100 para um motor é mostrado na figura 1. O cárter 100 mostrado é um cárter para um motor de oito (8) cilindros tendo uma configuração em V. Dois bancos 102, cada um tendo quatro (4) cilindros 104 são opostamente situados em cada lado do cárter 100 ao longo de todo o seu comprimento. Os bancos de cilindros 102 são conectados em uma estrutura de vale 106 ocupando uma porção central do cárter 100 e tendo uma superfície de interface de vale externa 107. Uma cabeça de cilindro 108 é mostrada presa no cárter 100 em um dos bancos de cilindros 102. A cabeça de cilindro 108 pode incluir componentes de motor adicionais (não mostrados), tais como injetores de combustível, válvulas de admissão e exaustão, eixos de carnes suspensos e assim por diante. O cárter 100 pode também incluir várias passagens e/ou cavidades integradas diferentes. Por exemplo, uma passagem de refrigerante 110, uma passagem de óleo 112, uma cavidade da corrente ou correia reguladora 116 e outros podem ser formados no cárter 100.A drawing of a crankcase 100 for an engine is shown in figure 1. The crankcase 100 shown is a crankcase for an eight (8) cylinder engine having a V configuration. Two seats 102, each having four (4) cylinders 104 they are oppositely located on each side of the crankcase 100 along its entire length. The cylinder banks 102 are connected in a valley structure 106 occupying a central portion of the housing 100 and having an outer valley interface surface 107. A cylinder head 108 is shown attached to the housing 100 on one of the cylinder banks 102. Cylinder head 108 can include additional engine components (not shown), such as fuel injectors, intake and exhaust valves, suspended meat shafts and so on. The crankcase 100 may also include several different passages and / or integrated cavities. For example, a refrigerant passage 110, an oil passage 112, a chain cavity or regulating belt 116 and others can be formed in the crankcase 100.
Um conjunto de aberturas traseiras 118 pode ser formado durante uma operação de fundição em uma porção traseira 120 do cárter 100. As aberturas traseiras 118 podem ser entradas de fluido para uma galeria 122 que pode ser formada por um núcleo relativamente grande (não mostrado) durante a mesma operação de fundição que forma as aberturas traseiras 118 e o cárter 100. Uma abertura do respiradouro 124 pode ser conectada de modo fluido na galeria 122, e assim, também em comunicação de fluido com as aberturas traseiras 118. A galeria 122 é vantajosamente disposta ao longo de todo o comprimento do cárter 100, entre os diâmetros 104 e a estrutura de vale 106.A set of rear openings 118 can be formed during a casting operation on a rear portion 120 of the crankcase 100. Rear openings 118 can be fluid inlets into a gallery 122 which can be formed by a relatively large core (not shown) during the same casting operation that forms the rear openings 118 and the housing 100. A vent opening 124 can be fluidly connected in the gallery 122, and thus also in fluid communication with the rear openings 118. The gallery 122 is advantageously arranged along the entire length of the crankcase 100, between the diameters 104 and the valley structure 106.
Uma vista da seção transversal frontal do cárter 100 é mostrada na figura 2. O cárter 100 é mostrado aqui incluindo um filtro de óleo 202, um resfriador de óleo 204 e um respiradouro 206, conectados na estrutura de vale 106 do mesmo. Conexões de fluido para esses componentes podem ser integradas na estrutura de vale 106, como descrito, e especificamente, o respiradouro 206 pode ficar em comunicação de fluido com a abertura do respiradouro 124 (mostrada na figura 1). O cárter 100 pode ter um alojamento de bomba de água 208 integrado com ele e pode vantajosamente ter um conjunto de aberturas frontais 210 que se comunicam de modo fluido com a galeria 122. As aberturas frontais 210 podem ser dispostas em cada lado do alojamento 208 (somente um é visível) e podem ser formadas durante a operação de fundição usada para formar o cárter 100. As aberturas frontais 210 podem vantajosamente conectar de modo fluido a galeria 122 com uma ou ambas as cavidades da corrente ou correia reguladora 116.A view of the front cross section of the crankcase 100 is shown in figure 2. The crankcase 100 is shown here including an oil filter 202, an oil cooler 204 and a vent 206, connected to the valley structure 106 thereof. Fluid connections for these components can be integrated into the valley structure 106, as described, and specifically, the vent 206 can be in fluid communication with the vent opening 124 (shown in figure 1). The crankcase 100 can have a water pump housing 208 integrated with it and can advantageously have a set of front openings 210 that communicate fluidly with the gallery 122. The front openings 210 can be arranged on each side of the housing 208 ( only one is visible) and can be formed during the casting operation used to form the crankcase 100. The front openings 210 can advantageously fluidly connect the gallery 122 with one or both cavities of the chain or regulator belt 116.
Uma vista da seção transversal lateral do cárter 100 é mostrada na figura 3. O cárter 100 pode incluir uma pluralidade de câmaras inferiores 302, cada câmara 302 ficando abaixo de cada diâmetro 104. Quando o cárter 100 é montado em um motor, cada câmara 302 pode alojar uma seção de um eixo de manivela (não mostrado) e um virabrequim (não mostrado). Durante a operação do motor que inclui o cárter 100, os gases do cárter provenientes dos diâmetros 104 podem entrar nas câmaras 302. Um fluxo dos gases do cárter 304 durante a operação do cárter 100 é representado por setas de cabeça aberta de linha tracejada. O fluxo dos gases 304 que saem dos diâmetros 104 pode ser coletado e encher as câmaras 304. Quando as câmaras 304 estiverem cheias com o fluxo 304, uma porção do fluxo 304 pode sair para dentro da cavidade da corrente ou correia reguladora 116 na frente do cárter 100 e uma porção restante do fluxo 304 pode sair para a porção traseira 120 do cárter 100.A side cross-sectional view of crankcase 100 is shown in figure 3. Crankcase 100 can include a plurality of lower chambers 302, each chamber 302 being below each diameter 104. When crankcase 100 is mounted on an engine, each chamber 302 it can accommodate a section of a crankshaft (not shown) and a crankshaft (not shown). During the operation of the engine including the crankcase 100, the crankcase gases from diameters 104 can enter chambers 302. A flow of the crankcase gases 304 during operation of the crankcase 100 is represented by dashed line open head arrows. The flow of gases 304 leaving diameters 104 can be collected and fill chambers 304. When chambers 304 are filled with flow 304, a portion of flow 304 can exit into the cavity of the chain or regulator belt 116 in front of the sump 100 and a remaining portion of flow 304 may exit to the rear portion 120 of sump 100.
A porção do fluxo 304 que sai para dentro da cavidade da corrente ou correia reguladora 116 pode percorrer para cima e passar através da(s) abertura(s) frontais 210 para entrar na galeria 122. Similarmente, a porção restante do fluxo 304 na porção traseira 120 pode passar através do conjunto das aberturas traseiras 188 e entrar na galeria 122. A galeria 122 é relativamente grande com relação à abertura do respiradouro 124 para desacelerar vantajosamente o fluxo dos gases do cárter 304 e estimular a condensação de quaisquer gotículas de óleo que possam ser transportadas com ele. O fluxo desacelerado 304 pode permitir que uma quantidade de óleo que é transportado com ele precipite para dentro de uma quantidade do óleo líquido 306, representado simbolicamente por formas e reservatórios de gotícula sombreada com linha grossa vertical que podem coletar em fendas internas da galeria 122. Uma porção do óleo líquido 306 que precipita na galeria 122 pode encher quaisquer fendas nela e transbordar para fora da galeria 122 para uma região inferior do motor, por exemplo, para dentro de um recipiente de óleo (não mostrado), através da(s) abertura(s) frontal(is) 210, com uma porção restante do óleo líquido 306 saindo da galeria 122 através do conjunto de aberturas traseiras 118.The portion of flow 304 that exits into the cavity of the chain or regulator belt 116 can travel upward and pass through the front opening (s) 210 to enter gallery 122. Similarly, the remaining portion of flow 304 in the portion rear 120 can pass through the set of rear openings 188 and enter gallery 122. Gallery 122 is relatively large with respect to vent opening 124 to advantageously slow the flow of gases from crankcase 304 and encourage condensation of any oil droplets can be transported with it. The decelerated flow 304 may allow an amount of oil that is transported with it to precipitate into an amount of liquid oil 306, symbolically represented by shaded droplet shapes and reservoirs with a thick vertical line that they can collect in internal slits of the gallery 122. A portion of the liquid oil 306 that precipitates in the gallery 122 can fill any cracks in it and overflow out of the gallery 122 to a lower region of the engine, for example, into an oil container (not shown), through the front opening (s) 210, with a remaining portion of liquid oil 306 exiting gallery 122 through the set of rear openings 118.
O fluxo dos gases do cárter 304, tendo precipitado o óleo líquido 306, pode entrar no respiradouro 206 através da abertura do respiradouro 124, sofrer filtragem adicional e sair do respiradouro 206 através de um orifício de saída do respiradouro 308. Qualquer óleo adicional que possa ser precipitado para fora dos gases do cárter 304 pode ser coletado e retornado para o motor através de uma passagem de dreno (não mostrada).The gas flow from crankcase 304, having precipitated liquid oil 306, can enter vent 206 through the opening of vent 124, undergo additional filtration and exit vent 206 through a vent port 308. Any additional oil that may being precipitated out of the 304 crankcase gases can be collected and returned to the engine via a drain passage (not shown).
Quando um motor contendo o cárter 100 é totalmente montado e opera, um movimento das correntes ou correias reguladoras (não mostradas) nas cavidades 166 pode estimular vantajosamente o fluxo 304 para entrar na galeria 122 através da(s) abertura(s) frontal(is) 210 concedendo um momento ascendente ao gás quando ele passa das correntes ou correias. Além do mais sob certas condições, o óleo líquido 306 que sai do conjunto de aberturas traseiras 118 pode rolar para baixo e lubrificar outros componentes do motor, por exemplo, engrenagens, que podem estar dispostas na porção traseira 120 do cárter 100 quando o motor está totalmente montado e opera. Adicionalmente, ambos o conjunto traseiro das aberturas 188 e a(s) abertura(s) frontal(is) 210 são suficientemente largos para permitir o suporte de um núcleo de fundição (não mostrado) usado para formar a galeria 122 5 durante uma operação de fundição para o cárter 100.When a motor containing the crankcase 100 is fully assembled and operates, a movement of the regulating chains or belts (not shown) in cavities 166 can advantageously stimulate flow 304 to enter gallery 122 through the front opening (s) ) 210 granting an upward moment to the gas when it passes the chains or belts. Furthermore, under certain conditions, the liquid oil 306 coming out of the rear opening assembly 118 can roll down and lubricate other engine components, for example gears, which may be arranged in the rear portion 120 of the crankcase 100 when the engine is running. fully assembled and operates. In addition, both the rear assembly of the openings 188 and the front opening (s) 210 are wide enough to support the casting core (not shown) used to form the gallery 122 5 during a casting operation. casting for crankcase 100.
A presente invenção pode ser representada em outras formas específicas sem se afastar do seu espírito ou características essenciais. As modalidades descritas devem ser consideradas sob todos os aspectos somente como ilustrativas e não restritivas. O escopo da invenção, portanto, é 10 indicado pelas reivindicações anexas em vez de pela descrição precedente. Todas as mudanças que se situam dentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações devem ser abrangidas dentro do seu escopo.The present invention can be represented in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. The described modalities should be considered under all aspects only as illustrative and not restrictive. The scope of the invention, therefore, is indicated by the appended claims instead of the preceding description. All changes that fall within the meaning and equivalence range of the claims must be covered within its scope.
Claims (7)
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